CN103429347A - 使用抗吸附剂以方便样本混合及分析的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于分析生物液体样本的装置和方法。该方法包括以下步骤：a）提供一种具有通道和分析室的分析盒，其中该通道与该分析室是液体相通的，且包括至少一个疏水性内壁表面；b）将一种或多种抗吸附剂与已加入到该通道内的液体样本相混合，其中该抗吸附剂是可操控的，以便抑制液体样本在该通道内壁表面上的吸附；c）将所述液体样本移到该分析室内；和，d）对所述分析室内的样本进行分析。

Description

使用抗吸附剂以方便样本混合及分析的装置和方法
本申请享有的利益请结合参考在2010年12月9日申请的美国临时专利61/421，451中公开的基本主题。
技术领域
本发明涉及生物液体分析的一般装置和方法，以及采用同样的装置和方法混合生物样本，以生产均匀分布的成分和/或试剂。
背景技术
从历史上来看，评估生物液体样本，如全血、尿、脑脊液、体腔液等的颗粒或细胞物质时，通常采用的方法为：在载玻片上涂抹少量未经稀释的液体，然后将该涂片放置于显微镜下评估。可以从这种涂片获得合理的结果，但细胞的完整性、数据的准确性和可靠性在很大程度上取决于技术人员的经验和技术。通过涂片分析也有其局限性，并且不能用于分析诸如全血计数（CBC）之类的数据。
在某些情况下，生物液体样本成分分析可采用阻抗或光学流式血细胞计数法。这些技术用于评估稀释的液体样本，其方法为：将稀释的液流穿过与阻抗计量装置或光学成像装置相关的一个或多个孔。这些技术的不利之处在于：需要稀释样本，并且需要液流处理装置。
众所周知，像全血这样的生物液体样本静止存放一定时间后将会“沉析”，在此期间，该样本内的成分将会偏离采集样本内的当前成分分布，例如，偏离该样本中均匀分布的成分。如果将该样本静止存放足够时间，那么该样本内的物质可以完全沉析并分层（例如，在一份全血样本中，白血球、红血球和血小板可在静止样本中形成分层）。当流体通道内发生吸附现象时，样本内也会呈现非均匀性。此处使用术语“吸附”是指液体样本或其中部分黏着在液体通道表面的趋势。如果一份液体样本中有足够多的成分（例如，一份全血样本中的血小板、红细胞、白细胞）黏着在位于采集点和样本分析室之间的液体通道上，那么该分析样本就失去了对所采集样本的代表作用。在这种情况下，分析精度将受到负面影响。
在那些实施例中，最好在混合样本的盒中沉淀一种或多种试剂，这些试剂可能为可抑制样本溶解的形式（例如，颗粒形式的、结晶形式、低溶解度形式，等等）。大于某一尺寸的试剂未溶解颗粒不能进入分析室，但其他的可以进入，它们在分析室产生的样本成像中呈现为碎片。例如大颗粒染料可以产生局部高浓度染料，其浓缩物可以使细胞饱和并无法识别。在两个实施例中，样本中试剂的浓缩物或不均匀性都可产生负面影响。
需要一种分析生物液体样本的装置和方法，以促进样本和/或样本中试剂的均匀性。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于生物液体样本的分析盒，该盒包括一外壳和至少一抗吸附剂。该外壳包括一通道和一分析室。该通道与该分析室是液体相通的，且该通道包括一或多个疏水性内壁表面。以这样一种方式向该外壳内提供该抗吸附剂，使样本沉淀在该外壳内的同时，或随后从该外壳内的通道通过时，可将该抗吸附剂与液体样本相混合。该抗吸附剂是可操控的以便与液体样本混合，并且是可操控的以便抑制液体样本吸附到该通道内壁表面上。
根据本发明的另一方面，提供了一用于分析生物液体样本的方法。该方法包括以下步骤：a）提供一具有一通道和一分析室的分析盒，其中该通道与该分析室是液体相通的，且包括至少一疏水性内壁表面；b）将一种或多种抗吸附剂与已加入到该通道内的液体样本相混合，其中该抗吸附剂是可操控的，以便抑制液体样本在该通道内壁表面上的吸附；c）将液体样本移到该分析室内；d）对该分析室内的样本进行分析。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于生物液体样本的分析盒。该盒包括一外壳和至少一溶解添加剂。该外壳有一通道和一分析室。该通道与该分析室是液体相通的。该通道包括至少一疏水性内壁表面。以这样一种方式向该外壳内提供该溶解添加剂，使样本沉淀在该外壳内的同时，或随后从该外壳内的通道通过时，可将该溶解添加剂与液体样本相混合。该溶解添加剂与该液体样本混合，并且是可操控的以便促进至少一种试剂溶解到该液体样本中。
根据下面提供的本发明的详细描述和附图的图示说明，本发明的特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1所示为生物液体分析装置；
图2是分析盒实施例平面图；
图3是分析盒实施例剖面图；
图4是本分析盒界面和分析盒实施例剖面图；
图5是本发明的分析系统示意图；以及
图6是压电盘式双边驱动器示意图。
具体实施方式
参考图1-5，本发明的分析系统20包括一生物液体样本盒22和一用于分析诸如全血之类的生物液体样本的自动分析装置24。自动分析装置24包括成像硬件26、样本混合系统28和用于控制样本处理、成像和分析的可编程分析器30。样本混合系统28是可操控的以操控液体样本，使分析样本前该样本内成分至少大致均匀分布。下面是样本分析盒22的示意性描述，以图示说明本发明的作用。本系统20并不限于任何特定分析盒22的实施例。美国专利12/971,860、61/470,142和61/527,114中描述了可接受的分析盒22的例子，每个都通过整体引用合并入本文。但本发明并不仅限于使用任何特定的分析盒22。
美国专利12/971,860描述的分析盒22是此处使用的分析盒的一个例子，以便于描述本装置和方法，其包括液体样本采集口32、阀门34、初始通道36、二级通道38、液体驱动口40和分析室42。采集口32被配置用于采集液体样本（例如，用手指戳、用针沉淀等等）。初始通道36与采集口32是液体相通的，其尺寸使沉积在采集口32的样本可以被毛细作用力吸入初始通道36。阀门34被放置或连接到初始通道36，在初始通道36末端附近与采集口32相连（在一些分析盒的代替实施例中无需使用阀门）。二级通道38与初始通道36是液体相通的，位于初始通道36下游。初始通道36和二级通道38间的交叉点的几何形状应能保证存在于初始通道36中的液体样本不会被毛细作用力吸入二级通道38。二级通道38直接或间接与分析室42液体相通。分析室42包括一对间隔一段距离的面板（至少一个是透明的），配置用于容纳面板间用于成像分析的液体样本。为二级通道38和分析室42提供液体相通的结构可采取多种形式。在一实施例中，一计量通道在二级通道38和分析室42之间展开，其尺寸可以使液体被毛细作用力从二级通道38中吸出。在另一实施例中，前腔46被放置于二级通道38和分析室42的一侧之间，并与两者都液体相通（例如，参考图.3）。二级通道38中的液体样本可被样本混合系统28产生的压力或重力等移入前腔46。上述分析盒的实施例用于图示说明本分析盒的作用和范围。本分析盒及其方法并不仅限于这些实施例。
根据本发明，一种或多种试剂（例如，肝素、乙二胺四乙酸、染料，如吖啶橙等）沉淀在该分析盒内一或多个区域（例如，液体样本采集口32、初始通道36、二级通道38、分析室42等）。例如，可在采集口32中放入抗凝血剂，抑制血液样本凝血。此专利申请书中，术语“试剂”被定义为包括与样本相互作用的物质和赋予样本可检测颜色的染料。当样本液体被吸入并通过初始通道36，该样本至少部分与最初放置于采集口32中的试剂混合。
在本分析盒的一些实施例中，在样本中加入多种试剂，样本通过该分析盒时遇到试剂的顺序是特别选择的。例如，在那些需要或最好让样本先与A试剂再与B试剂混合的分析中，可以将所需份量的A试剂（例如抗凝血剂-乙二胺四乙酸）放在所需份量的B试剂（例如放入二级通道38中的染料）上游（例如，初始通道34）。A、B试剂的距离应保证样本与A试剂充分混合后才接触到B试剂。或者如下面将描述的那样，样本团可在A试剂的位置循环，然后再移动该样本团至B试剂的位置。可采用下面描述的方法，使用双向驱动器驱使样本团来回运动从而实现样本团循环。上述事例不是为了以任何方式起到限制作用。可选择试剂在分析盒内的液体通道中的位置，例如：a）以确保执行后续交互作用前已对试剂做了预处理；b）以尽量减少或避免与细胞交互作用时特定试剂之间的竞争；和/或c）对于某些事例，其中的试剂与其他试剂相比，需要更多时间与样本发生交互作用。
在那些需要在分析盒22中沉淀一或多种试剂，以便与沉淀在该盒中的样本混合的实施例中，可在试剂中加入一或多种添加剂，促进该试剂在该样本中的溶解。例如，常用手段是在样本中加入染料（例如，吖啶橙-也被称为“AcO”或碱性橙15；阿斯屈拉松橙-也称为“AzO”或碱性橙21）以促进该样本的分析。如上所述，以我们的经验，在沉淀过程中，这类染料可抑制样本溶解，随后对该样本中的染料浓度和均匀性产生负面影响。为了避免这些问题，先将染料（或其他试剂）与溶解性添加剂混合，然后再将该染料放入该分析盒。一种可接受的溶解性添加剂的例子是海藻糖。将染料和海藻糖混合在液体溶剂中，然后在分析盒中沉淀，随后放置至干燥。据了解，海藻糖的分子结构有助于形成均匀的染料颗粒并防止形成大颗粒；例如，海藻糖的分子结构可以是这样的：较小的染料颗粒分布在海藻糖基体中，从而有助于形成更加均匀的染料颗粒并抑制大颗粒染料的形成。如示例所示的全血分析，在20微升的全血样本中加入了可接受份量的AcO染料（例如，1.8微克）（即染料浓度90奈克/微升）。在20微升全血样本中获得有利的染料溶解度的方法是：一开始在分析盒通道中加入超过0.9微克海藻糖和1.8微克染料的混合物，例如，海藻糖和染料的比例稍大于1:2。当前数据表明，海藻糖和染料的比例可高达8:1，结果仍然令人满意。或者保持全血样本份量不变（20微升），混入一定量的乙二胺四乙酸（例如，范围在10-30微克之间）和1.8微克染料，可获得有利的溶解度。另一可接受的溶解添加剂的例子是包含树状大分子的物质。
在本发明的一些实施例中，包括可操控的试剂，用于阻碍样本吸附在分析盒22的表面(例如，液体通道壁）。分析盒22内的液体通道可由诸如塑料、玻璃之类的材料制成。通常采用具有疏水性的塑料，例如，聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）、硅树脂、
Figure BDA00003332082100061
、聚丙烯、氟化乙烯聚丙烯（FEP）、全氟烷氧基共聚物（PFA）、环烯烃共聚物（COC）、乙烯（ETFE）、聚偏二氟乙烯，等。在一些应用中，液体通道上涂有涂料以增加其疏水性。可用作疏水性涂层材料的一个例子是美国马里兰州贝茨维尔Cytonix公司的FluoroPelTM聚合物解决方案。当比如水这样的物质通过由疏水性材料制成的通道（或有疏水性材料涂层）时，水不会吸附在疏水性通道表面。全血或其他含有蛋白质的生物液体（为便于描述，从此处开始统称为“血液”）在纯水中会产生不同反应，但都会吸附到疏水性通道壁上。确信产生这种吸附现象的原因至少是部分由于血液含有两亲性蛋白质，比如白蛋白、免疫球蛋白、纤维蛋白原。这些蛋白质是“两亲的”的是因为它们有疏水区和亲水区。疏水区很容易吸附在疏水性表面，同时，亲水区被排斥（例如，向外推开）。其结果是，曾经的疏水性表面实际上成为了亲水性表面。随后，当血液流经该亲水性表面时，在该表面形成一吸附层。
为了克服不需要的吸附，在本发明的一些实施例中使用了“抗吸附”试剂，与样本混合后，可减少样本吸附在通道壁上。分析全血样本时，可使用能够阻止样本内蛋白质附着于通道壁上的试剂。可以使两亲性蛋白质接触到疏水性表面时“不太活跃”（例如，对通道的吸引力下降）的表面活性剂和/或其他试剂是可取的抗吸附剂，因为它们减少了蛋白质附着在该表面的倾向。确信两亲性蛋白质的表面活性剂涂层可降低该蛋白质的活性。对大多数全血分析，当表面活性剂与样本混合时，该表面活性剂可以是非溶血性的和/或用于非溶血性浓缩物中。事实上，在全血分析中使用表面活性剂是因为它们可以有效避免浓缩物发生红细胞裂解现象。对于不在乎发生裂解现象的样本分析，可使用溶血性试剂。
有多种类型的表面活性剂可用作抗吸附剂。例如，非离子性表面活性剂（例如，陶氏化学公司的Triton X-305、迪克西化工公司的表面活性剂10G、巴斯夫公司的聚醚F-108、德国曼海姆罗氏诊断公司的Tween-20、Tween-60和/或Tween-80）用在多种不同通道表面（例如，聚碳酸酯、氟化乙烯聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、乙烯或聚偏二氟乙烯基板上的FluoroPelTM涂层）时，结果非常令人满意。Triton-305或表面活性剂10GTM的浓度大于等于0.1奈克/微升的全血样本在涂有FluoroPelTM涂料的聚碳酸酯通道中表现出可接受的吸附性。类似的，Tween-20TM、Tween-60TM和Tween-80TM的浓度大于等于0.5奈克/微升的全血样本在涂有FluoroPelTM涂料的聚碳酸酯通道中表现出可接受的吸附性。其他与全血样本混合后可产生可接受的吸附性的非离子性表面活性剂包括Triton X-100和Triton X-705。
两性离子表面活性剂，例如，3-dimethyl（甲基丙烯酰）、丙烷磺酸铵（DMAPS）和3-[（3-胆酰胺丙基）二甲基氨基]-1-丙烷磺酸钠（CHAPS）也可用作抗吸附剂。例如，DMAPS或CHAPS的浓度大于等于0.05奈克/微升的全血样本在涂有FluoroPelTM涂料的聚碳酸酯通道中表现出可接受的吸附性。
阳离子表面活性剂（例如HDTAB）和阴离子表面活性剂（例如，水合胆酸钠、脱氧胆酸钠）也可用作抗吸附剂。HDTAB、水合胆酸钠或脱氧胆酸钠的浓度大于等于0.05奈克/微升的全血样本在涂有FluoroPelTM涂料的聚碳酸酯通道中表现出可接受的吸附性。
在通道上游（例如在初始通道中）而非下游（例如二级通道）放置所需份量的抗吸附剂是有利的，但操作本分析盒时，这不是必须的。实验表明，在通道上游（例如，碗、通道、初始通道，等）中放置抗吸附剂，在毛细作用下或以其他方式通过多种通道，可促进样本移动，同时有助于其他试剂（例如EDTA）溶解并进入样本溶液。
参考图4，液体驱动口40被配置用于连接样本分析系统28并使增压液体（例如，正压和/或负压下的空气）进入分析盒22，使分析盒22中的液体样本运动。液体驱动口40通过在阀门34下游位置50处的通道41与初始通道36液体相通。在位置50，阀门34是可操控的，以便从液体驱动口40关闭采集口32。液体驱动口40的一个例子为被帽52覆盖的分析盒22内的一空腔，该空腔包括可被样本混合系统28上的探针70刺穿的一可破裂的薄膜。探针70与口40相连，使样本混合系统28与分析盒22内的通道液体相通。如上所述，本发明并不仅限于用在此处描述的分析盒示例中，并且本示例有助于阐明本发明。例如，本发明可与没有阀门34或驱动口40的分析盒，或其他包括不同阀门和/或驱动口的结构一起使用。
图5示意性显示了可与本发明的分析盒一起使用的分析装置24，图中描绘了其成像硬件26、样本混合系统28、分析盒支撑和操作装置54、样本物镜56、多个样本照明器58和析像管60。一个或两个物镜56以及分析盒支撑装置54可以彼此相对或相向移动，以改变相关焦距。样本照明器58以预设波长的光照亮样本。穿透样本的光线或样本发出的荧光被析像管60捕获，并且表征该捕获光线的信号被发送到可编程分析器30处理成图像。美国专利6,866,823和美国专利申请13/204,415（每个都通过整体引用合并入本文）中描述的成像硬件26适用于本分析装置24。但本发明并不仅限于与前述成像硬件26一起使用。
可编程分析器30包括一中央处理器（CPU）并且可与分析盒支撑和操作装置54、样本照明器58、析像管60和样本混合系统28通讯。CPU用于（例如，经过编程）接收这些信号，并有选择地执行操作分析盒支撑和操作装置54、样本照明器58、析像管60和样本混合系统28的命令。应注意，可编程分析器30的功能可通过硬件、软件、固件或它们的混合方式实现。无需过多实验，专业人士应可编写执行上述功能的代码。
参考图4-6，样本分析系统28包括双向驱动器48和分析盒界面62。双向驱动器48（在图6中示意性显示）可单独操作，以一或多种频率产生正负液体位移，该位移可使该分析盒中的样本移动。一个可接受的双向驱动器48的例子为弯曲压电盘式驱动器，与驱动器64一起用于控制驱动器48。弯曲压电盘式驱动器通常具有相对较快的响应时间、低迟滞、低振动、高线性度和高可靠性。在图6所示实施例中，弯曲压电盘式驱动器包括放置于外壳68内的双层弯曲压电盘66。双层弯曲压电盘66被配置用于建立两个方向相反（例如，-y，+y）的弯曲变形。可以从美国马萨诸塞州剑桥压电系统公司生产的T216-A4NO系列中找到双层弯曲压电盘66的示例。本发明通常不仅限于弯曲压电盘式驱动器，为此也不仅限于这些特定的弯曲压电盘类型。本发明也不仅限于以双向方式操作的单一液体驱动器。例如，本发明可与采用多个单向驱动器或单向和双向驱动器组合使用的系统一起使用。
驱动器64可与双向驱动器48通讯并且可控制驱动器48。驱动器64的功能可通过硬件、软件、固件或它们的混合方式实现。驱动器64可成为可编程分析器30的一部分，或作为独立单元与可编程分析器30通讯。
参考图3和图4，样本分析盒界面62包括在双向驱动器48和探针70之间的液体通道，以连接分析盒22上的液体驱动口40。界面62在双向驱动器48和分析盒22上的液体驱动口40之间建立液体联通。如果液体驱动口40具有一帽52，且该帽包括一可破裂的薄膜，那么探针70可捅破该薄膜，从而在双向驱动器48和分析盒液体驱动口40之间建立液体联通。该薄膜被探针70捅破后，在探针70周围形成密封，使液体通道密封。图4阴影部分示意性说明该具有探针70的实施例。本发明并不仅限于这种薄膜/探针结构，这只是提供示意说明。
在操作本系统20的过程中，一生物液体样本（例如全血）被沉淀在分析盒22的采集口32中，随后在毛细作用下，被吸入分析盒22的初始通道36，样本可能在此驻留一段时间（例如，主题采集和样本分析之间的时间）。样本团将在毛细作用下被吸入初始通道36，直到该样本团的前沿到达二级通道38的入口。在本分析盒22的某些实施例中，初始通道36和/或采集口32中可能沉淀有一或多种试剂72。在那些实施例中，当该样本沉淀在分析盒22中并在初始通道36中行进的同时，试剂72与样本混合。在那些情况下，样本分析并不是紧接着样本采集进行的，特定试剂（例如，全血分析中的肝素或EDTA之类的抗凝血剂）可以与样本混合，使样本保持在可接受的状态（例如未凝血）以便分析。
在分析样本前，将分析盒22插入分析装置24用于分析样本，样本盒界面探针70连接到分析盒22上的液体驱动口40，并且分析盒22的结构可防止液体从样本采集口32中流出，例如，使阀门关闭。可调整这些事件的特定顺序，以适应即将展开的分析。
当全血样本被采集后并未立刻分析时，血液样本中成分、红细胞、白细胞、血小板和血浆,将随时间流逝而在分析盒22中沉淀并分层。在这种情况下，分析样本前就操作该样本具有很大的优势，可以使成分重新悬浮，保持至少基本均匀的状态。此外，在很多应用中，均匀地混合试剂和样本也具有很大优势。为了使样本中的成分和/或试剂形成均匀分布，分析装置24向双向驱动器48发出一信号，使驱动器48内液体（例如空气）产生正和/或负位移，并且连接盒通道使样本团在初始通道36中前后移动（例如摆动）。在双向驱动器48的弯曲压电盘类型的实施例中，分析装置24向驱动器64发出一信号，驱动器64依次向驱动器48发出一高压信号作为反馈，使压电盘66转向。根据需要的活动，双层压电盘66可操控地转向并正向推动空气，从而使样本团向前（即朝向分析室42的方向），或反向推动空气，使样本团向后（即远离分析室42的方向），或摆动，使样本团相对一特定位置前后循环。
可以根据即将展开的分析活动，选择使用双向驱动器48在分析盒22中操作样本团的方式。以全血样本分析为例，驻留在初始通道36中的样本（已在某种程度上与抗凝血剂混合）在开始分析前有可能沉淀，并且成分发生某种程度的分层现象。一开始，可操作双向驱动器48使样本团通过一些位置，以便使用反馈控制76验证样本位置。一旦确定了样本位置，可在相对较短的距离内前后循环该样本，使样本内重新悬浮的成分均匀（和/或混合试剂均匀）。可根据即将展开的分析所需，调整样本循环频率和样本行程的“振幅”。可通过选择双向驱动器和驱动器特性控制该频率和振幅。此时，当样本被进一步推进到二级通道38内时，可选择操作数量，确保只有少量（如果有）的样本团驻留在初始通道36中。一旦操作双向驱动器48使样本团进入二级通道38内，可使样本循环更加有力，从而获得所需的样本内成分的均匀分布。随后，该样本团可被推到二级通道38内另一位置，并在该位置来回循环，以便使样本与另一种试剂（例如染料74）混合。
样本在通道内径向移动的速度可影响吸附在样本壁上的数量。对于水力学直径在1.0毫米到4.0毫米之间的液体通道，我们发现液体样本速度不超过20.0毫米/秒是可接受的，因为这会产生有限的吸附。液体样本速度最好不超过10.0毫米/秒，因为这会产生更少的吸附。最佳的液体样本速度在1.0毫米/秒和5.0毫米/秒之间，因为这样会产生合理数量的吸附。
一旦完成重新悬浮和/或试剂混合，可操作双向驱动器48，使样本团移动到二级通道38与分析室42液体联通处。在此处，从二级通道38中吸出一定量的样本团，这部分样本团可被吸入或被迫使进入分析室42。
虽然已结合一示例实施例说明了本发明，但专业人士将能理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以做出各种改变和使用等效物代替其元件。此外，在不脱离本发明范围的情况下，可对本发明的教导做出许多修改，以适应特定的情况或材料。因此，其目的是：本发明并不仅限于将本文公开的具体实施例作为实施本发明的最佳方式。

Claims (23)

1.一种用于分析生物液体样本的分析盒，所述分析盒包括：
具有通道和分析室的外壳，其中该通道与该分析室是液体相通的，且该通道包括至少一个疏水性内壁表面；以及
至少一种抗吸附剂，且以这样一种方式向该外壳内提供该抗吸附剂：使样本沉淀在该外壳内的同时，或随后在该外壳内通过时，可将该抗吸附剂与液体样本相混合，其中该抗吸附剂与液体样本是可相混溶的，且是可操控的，以便抑制液体样本在该通道内壁表面上的吸附。
2.根据权利要求1所述的分析盒，其中所述抗吸附剂含有表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的分析盒，其中所述抗吸附剂吸引液体样本中的蛋白质以减小蛋白质与所述内壁表面之间的吸引力。
4.根据权利要求3所述的分析盒，其中所述抗吸附剂含有表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的分析盒，其中所述表面活性剂是非离子、阳离子、阴离子或两性离子型表面活性剂之一。
6.根据权利要求4所述的分析盒，其中所述表面活性剂是非溶血性的。
7.根据权利要求4所述的分析盒，其中所述内壁表面至少部分地涂有疏水性涂料。
8.根据权利要求1所述的分析盒，其中该分析盒包括暴露于所述通道内第一轴向位置的第一试剂和位于第二轴向位置的第二试剂，该第二轴向位置与第一轴向位置分离且位于第一轴向位置与所述分析室之间。
9.根据权利要求1所述的分析盒，进一步包括染料沉淀物和溶解添加剂的混合物。
10.根据权利要求9所述的分析盒，其中该溶解添加剂含有海藻糖。
11.根据权利要求9所述的分析盒，其中该溶解添加剂至少含有乙二胺四乙酸或含树状大分子的物质之一。
12.一种分析生物液体样本的方法，包括以下步骤：
提供一种具有通道和分析室的分析盒，其中该通道与该分析室是液体相通的，且包括至少一个疏水性内壁表面；
将一种或多种抗吸附剂与该通道内已加入的液体样本相混合，其中该抗吸附剂是可操控的，以便抑制液体样本在该通道内壁表面上的吸附；
将液体样本移到该分析室内；以及
对该分析室内的样本进行分析。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述将该抗吸附剂与样本混合的步骤包括混入一种可抑制液体样本吸附的抗吸附剂，通过吸引液体样本中的蛋白质以减小蛋白质与所述内壁表面之间的吸引力。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述生物液体样本是全血，而所述将该抗吸附剂与样本混合的步骤包括混入一种可抑制血液吸附的抗吸附剂，通过吸引液体样本中的一种或多种白蛋白、免疫球蛋白、和纤维蛋白原蛋白质以减小蛋白质与所述内壁表面之间的吸引力。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述抗吸附剂含有一种表面活性剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述表面活性剂是非离子、阳离子、阴离子或两性离子型表面活性剂之一。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述表面活性剂是非溶血性的。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述分析盒含有涂在一个或多个内壁表面上的疏水性涂层，使所述表面至少部分地涂有疏水性涂料。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述移动液体样本步骤包括以这样一种方式移动所述通道内的样本，即，使该样本中的成分以大致上均匀的状态悬浮在该样本内。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述通道的水力直径范围在约1.0毫米至4.0毫米之间，而移动液体样本的步骤包括以不大于20.0毫米/秒的轴向速度移动一团样本。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述移动液体样本的步骤包括以不大于10.0毫米/秒的轴向速度移动该团样本。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述移动液体样本的步骤包括以1.0毫米/秒至5.0毫米/秒的轴向速度移动该团样本。
23.一种用于分析生物液体样本的分析盒，所述分析盒包括：
具有通道和分析室的外壳，其中该通道与该分析室是液体相通的，且该通道包括至少一个疏水性壁表面；以及
至少一种溶解添加剂，且以这样一种方式向该外壳内提供该添加剂：使样本沉淀在该外壳内的同时，或随后在该外壳内通过时，可将该添加剂与液体样本相混合，其中该溶解添加剂与液体样本是可相混溶的，且是可操控的，以便促进至少一种试剂溶解在液体样本内。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3094252T3 (pl) 2014-10-14 2022-02-21 Becton, Dickinson And Company Zarządzanie próbką krwi z zastosowaniem pianki otwartokomórkowej
US12005441B1 (en) 2014-11-26 2024-06-11 Medica Corporation Automated microscopic cell analysis
US11478789B2 (en) 2014-11-26 2022-10-25 Medica Corporation Automated microscopic cell analysis
US10625259B1 (en) 2014-11-26 2020-04-21 Medica Corporation Automated microscopic cell analysis
US20170328924A1 (en) 2014-11-26 2017-11-16 Ronald Jones Automated microscopic cell analysis
KR102532148B1 (ko) * 2016-04-29 2023-05-12 배비스 인코포레이티드 신생아 스크리닝을 위한 출생 포인트 시스템 및 기기, 생화학 카트리지, 및 방법들
WO2018025899A1 (ja) * 2016-08-03 2018-02-08 和光純薬工業株式会社 プラスチック製マイクロ流体デバイス充填用溶液
GB201615320D0 (en) * 2016-09-09 2016-10-26 Invitron Ltd Point of care platform test
US11047845B1 (en) 2017-11-15 2021-06-29 Medica Corporation Control material and methods for cell analyzers
CN108614097B (zh) * 2018-04-04 2020-12-22 安徽昌信生物质能源有限公司 分析生物液体样本的分析盒
CN114018787B (zh) * 2021-10-23 2023-10-20 广州市艾贝泰生物科技有限公司 颗粒检测单元、混合系统及混合方法
GB2616840A (en) * 2022-03-18 2023-09-27 Entia Ltd A cuvette for analysing biological samples

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299466A (zh) * 1998-03-07 2001-06-13 斯蒂芬·C·沃德罗 用于分析基本未稀释的生物液体样品的设备
JP2008064753A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 Samsung Electronics Co Ltd 遠心力基盤の蛋白質検出用の微細流動装置及びそれを備える微細流動システム
US20090075390A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Claros Diagnostics, Inc. Liquid containment for integrated assays
WO2010111382A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Abbott Point Of Care Inc. Amelioration of heterophile antibody immunosensor interference
US20100291666A1 (en) * 2004-12-23 2010-11-18 Gordon Bruce Collier Molecular diagnostics system and methods

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4891319A (en) 1985-07-09 1990-01-02 Quadrant Bioresources Limited Protection of proteins and the like
US4762857A (en) 1986-05-30 1988-08-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Trehalose as stabilizer and tableting excipient
IE76732B1 (en) 1990-08-07 1997-11-05 Becton Dickinson Co One step test for absolute counts
US5242792A (en) 1991-02-25 1993-09-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for the preservation of red blood cells by lyophilization using glycerol or inositol with disaccharides
US5902565A (en) 1993-12-24 1999-05-11 Csl Limited Spray dried vaccine preparation comprising aluminium adsorbed immunogens
EP0762897B1 (en) 1994-06-02 2003-04-02 Elan Drug Delivery Limited Method of preventing aggregation of proteins/peptides upon rehydration or thawing
US6635226B1 (en) * 1994-10-19 2003-10-21 Agilent Technologies, Inc. Microanalytical device and use thereof for conducting chemical processes
EP1390750B1 (en) 2001-04-19 2011-03-09 Adhesives Research, Inc. Hydrophilic diagnostic devices for use in the assaying of biological fluids
US20030224531A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-04 Brennen Reid A. Microplate with an integrated microfluidic system for parallel processing minute volumes of fluids
JP4287737B2 (ja) * 2003-02-18 2009-07-01 富士フイルム株式会社 バイオセンサー
US7329538B2 (en) * 2003-03-17 2008-02-12 Charles River Laboratories, Inc. Methods and compositions for the detection of microbial contaminants
JP2006046984A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Fuji Photo Film Co Ltd バイオセンサー
KR101422573B1 (ko) * 2009-11-26 2014-07-25 삼성전자 주식회사 원심력기반의 미세유동장치 및 이를 이용한 면역혈청검사방법
JP5855640B2 (ja) * 2010-03-31 2016-02-09 アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド サンプルモーションを有する生体体液分析システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299466A (zh) * 1998-03-07 2001-06-13 斯蒂芬·C·沃德罗 用于分析基本未稀释的生物液体样品的设备
US20100291666A1 (en) * 2004-12-23 2010-11-18 Gordon Bruce Collier Molecular diagnostics system and methods
JP2008064753A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 Samsung Electronics Co Ltd 遠心力基盤の蛋白質検出用の微細流動装置及びそれを備える微細流動システム
US20090075390A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Claros Diagnostics, Inc. Liquid containment for integrated assays
WO2010111382A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Abbott Point Of Care Inc. Amelioration of heterophile antibody immunosensor interference

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US8753890B2 (en) 2014-06-17
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